DE202018006270U1 - Magnetkupplungspumpenanordnung - Google Patents

Abstract

Magnetkupplungspumpenanordnung, mit- einem von einem Pumpengehäuse (2) der Pumpenanordnung (1) gebildeten Innenraum (11),- einem Spalttopf (10), der eine von ihm umschlossene Kammer (12) hermetisch gegenüber dem vom Pumpengehäuse (2) gebildeten Innenraum (11) abdichtet,- einer um eine Drehachse (A) drehbar antreibbaren Laufradwelle (13),- einem an einem Ende der Laufradwelle (13) angeordneten Laufrad (16),- einem an dem anderen Ende der Laufradwelle (13) angeordneten, mit Magnetelementen (18) bestückten Innenrotor (17),- einem Antriebsmotor (9),- einer von dem Antriebsmotor (9) drehbar um die Drehachse (A) antreibbaren Antriebswelle (20) und- einem auf der Antriebswelle (20) angeordneten, mit dem Innenrotor (17) zusammenwirkenden und mit Magnetelementen (21) bestückten Außenrotor (22),dadurch gekennzeichnet, dasswenigstens die Magnetelemente (18) des Innenrotors (17) oder wenigstens die Magnetelemente (21) des Außenrotors (22) wenigstens ein magnetisches Nanokomposit als Magnetwerkstoff umfassen.

Description

• Die Neuerung betrifft eine Magnetkupplungspumpenanordnung, mit einem von einem Pumpengehäuse der Pumpenanordnung gebildeten Innenraum, einem Spalttopf, der eine von ihm umschlossene Kammer hermetisch gegenüber dem vom Pumpengehäuse gebildeten Innenraum abdichtet, einer um eine Drehachse drehbar antreibbaren Laufradwelle, einem an einem Ende der Laufradwelle angeordneten Laufrad, einem an dem anderen Ende der Laufradwelle angeordneten, mit Magnetelementen bestückten Innenrotor, einem Antriebsmotor, einer von dem Antriebsmotor drehbar um die Drehachse antreibbaren Antriebswelle und einem auf der Antriebswelle angeordneten, mit dem Innenrotor zusammenwirkenden und mit Magnetelementen bestückten Außenrotor.
• Die in der chemischen Industrie aufgrund ihrer rein statisch abgedichteten Primärhülle oft zum Einsatz kommenden Magnetkupplungspumpen übertragen das zum Betrieb der Pumpe erforderliche Drehmoment mittels Permanentmagneten. Dabei wirkt der sogenannte Außenrotor als treibender Anteil und der ebenfalls mit Magneten bestückte Innenrotor wird infolge des in sich geschlossenen Magnetkreises schlupffrei mitbewegt. Sowohl Stirndreh- als auch Zentraldrehkupplungen sind hierbei die bekanntesten konstruktiven Ausprägungen. Als Magnetmaterial werden Aluminium-Nickel-Kobald-, Neodym-Eisen-Bor- und Samarium-Kobald-Magneten verwendet. Verallgemeinert wird aufgrund der Einzelelementbestandsteile dieser Magneten auch von Selten-Erden-Magneten gesprochen. Hinsichtlich ihrer Feldstärken und ihre Temperatureinsatzfelder besitzen diese Varianten individuelle Vor- und Nachteile. Die Nachfrage wird in den kommenden Jahren massiv ansteigen und die Förderzugänglichkeiten beschränken sich auf wenige Nationen. Beide Aspekte werden letztlich den Preis der Selten-Erden-Elemente erhöhen.
• Die Aufgabe der Neuerung besteht darin, eine Magnetkupplungspumpenanordnung bereitzustellen, die durch den Einsatz alternativer Magnetwerkstoffe bzw. alternativen Magnetmaterialien einen kostengünstigen Aufbau und effektiven Betrieb ermöglicht.
• Die Aufgabe der Neuerung wird dadurch gelöst, dass wenigstens die Magnetelemente des Innenrotors oder wenigstens die Magnetelemente des Außenrotors wenigstens ein magnetisches Nanokomposit als Magnetwerkstoff umfassen.
• Vorteilhafterweise basiert das wenigstens eine magnetische Nanokomposit auf einer Eisen-Kobalt-Legierung.
• Eine hohe Effizienz im Betrieb wird erreicht, wenn das magnetische Nanokomposit als weitere Legierungselemente Lanthanoide, Neodym oder Praseodym umfasst.
• Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Anteil an Seltenen Erden Elemente fünf Prozent und bevorzugter weise weniger als fünf Prozent der Masse der Magnetelemente ausmacht.
• Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigt die
• 1 den Längsschnitt durch eine neuerungsgemäße Magnetkupplungspumpenanordnung
• Die 1 zeigt eine Magnetkupplungspumpenanordnung 1 mit einem Pumpenteil und einem elektrischen Teil. Der Pumpenteil der Pumpenanordnung 1 weist ein mehrteiliges Pumpengehäuse 2 einer Kreiselpumpe auf, das ein als Spiralgehäuse gestaltetes Hydraulikgehäuse 3, einen Gehäusedeckel 4, eine Lagerträgerlaterne 5 und ein Verbindungselement 6 umfasst.
• Das Hydraulikgehäuse 3 weist eine Einlassöffnung 7 zum Ansaugen eines Fördermediums und eine Auslassöffnung 8 zum Ausstoßen des Fördermediums auf. Der Gehäusedeckel 4 ist an der der Einlassöffnung 7 gegenüberliegende Seite des Hydraulikgehäuses 3 angeordnet. An der dem Hydraulikgehäuse 3 abgewandten Seite des Gehäusedeckels 4 ist die Lagerträgerlaterne 5 befestigt. Das Verbindungselement 6 ist an der dem Gehäusedeckel 4 gegenüberliegenden Seite der Lagerträgerlaterne 5 angebracht. An das Verbindungselement 6 ist an der der Lagerträgerlaterne 5 entgegengesetzten Seite ein den elektrischen Teil bildenden Antriebsmotor 9 angeordnet. Die Pumpenanordnung 1 ist in einer Blockausführung ausgestaltet, das heißt, dass das Pumpengehäuse 2 und das Gehäuse des Antriebsmotors 9 miteinander verbunden sind, beispielsweise mittels des Verbindungselements 6.
• Ein Spalttopf 10 ist an der dem Hydraulikgehäuse 3 abgewandten Seite des Gehäusedeckels 4 befestigt und erstreckt sich zumindest teilweise durch einen vom Pumpengehäuse 2, insbesondere vom Gehäusedeckel 4, von der Lagerträgerlaterne 5 und von dem Verbindungselement 6 begrenzten Innenraum 11. Der Spalttopf 10 dichtet eine von ihm umschlossene Kammer 12 hermetisch gegenüber dem Innenraum 11 ab.
• Eine um eine Drehachse A drehbare Laufradwelle 13 erstreckt sich von einer mittels des Hydraulikgehäuses 3 und des Gehäusedeckels 4 begrenzten Strömungskammer 14 durch eine in dem Gehäusedeckel 4 vorgesehene Öffnung 15 in die Kammer 12.
• An einem innerhalb der Strömungskammer 14 liegenden Wellenende der Laufradwelle 13 ist ein Laufrad 16 befestigt, am gegenüberliegenden Wellenende, das zwei Wellenabschnitte 13a, 13b mit sich jeweils vergrößernden Durchmessern aufweist, ist ein innerhalb der Kammer 12 angeordneter Innenrotor 17 angeordnet. Der Innenrotor 17 ist mit mehreren Magnetelementen 18 bestückt, die an der dem Spalttopf 10 zugewandten Seite des Innenrotors 17 angeordnet sind.
• Zwischen Laufrad 16 und Innenrotor 17 ist eine mit der um die Drehachse A drehbar antreibbaren Laufradwelle 13 in Wirkverbindung stehende Lageranordnung 19 angeordnet.
• Der Antriebsmotor 9 treibt eine Antriebswelle 20 an. Die um die Drehachse A antreibbare Antriebswelle 20 ist im Wesentlichen koaxial zur Laufradwelle 13 angeordnet. Die Antriebswelle 20 erstreckt sich in das Verbindungselement 6 und ggf. wenigstens teilweise in die Lagerträgerlaterne 5. Am freien Ende der Antriebswelle 20 ist ein mehrere Magnetelemente 21 tragender Außenrotor 22 angeordnet. Die Magnetelemente 21 sind an der dem Spalttopf 10 zugewandten Seite des Außenrotors 22 angeordnet. Der Außenrotor 22 erstreckt sich zumindest teilweise über den Spalttopf 10 und wirkt mit dem Innenrotor 17 zusammen, derart, dass der rotierende Außenrotor 22 mittels magnetischer Kräfte den Innenrotor 17 und somit die Laufradwelle 13 und das Laufrad 16 ebenfalls in eine Rotationsbewegung versetzt.
• Der Außenrotor 22 umfasst eine Nabe 23 mit einer glatten Außenmantelfläche 24, ein an der dem Spalttopf 10 zugewandten Seite der Nabe 23 ausgebildetes oder angeordnetes flanschartiges erstes Trägerelement 25 und ein an dem ersten Trägerelement 25 ausgebildetes oder angeordnetes hohlzylinderartiges zweites Trägerelement 26, das zumindest teilweise den Spalttopf 10 umgibt und an dem die Magnetelemente 21 angeordnet sind. Erstes und zweites Trägerelement 25, 26 sind als zwei miteinander verbindbare Teile dargestellt, können aber auch als ein Teil hergestellt werden.
• Die Magnetelemente (18) des Innenrotors (17) und/oder die Magnetelemente (21) des Außenrotors (22) umfassen wenigstens ein magnetisches Nanokomposit als Magnetwerkstoff.

Claims (6)

1. Magnetkupplungspumpenanordnung, mit - einem von einem Pumpengehäuse (2) der Pumpenanordnung (1) gebildeten Innenraum (11), - einem Spalttopf (10), der eine von ihm umschlossene Kammer (12) hermetisch gegenüber dem vom Pumpengehäuse (2) gebildeten Innenraum (11) abdichtet, - einer um eine Drehachse (A) drehbar antreibbaren Laufradwelle (13), - einem an einem Ende der Laufradwelle (13) angeordneten Laufrad (16), - einem an dem anderen Ende der Laufradwelle (13) angeordneten, mit Magnetelementen (18) bestückten Innenrotor (17), - einem Antriebsmotor (9), - einer von dem Antriebsmotor (9) drehbar um die Drehachse (A) antreibbaren Antriebswelle (20) und - einem auf der Antriebswelle (20) angeordneten, mit dem Innenrotor (17) zusammenwirkenden und mit Magnetelementen (21) bestückten Außenrotor (22), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Magnetelemente (18) des Innenrotors (17) oder wenigstens die Magnetelemente (21) des Außenrotors (22) wenigstens ein magnetisches Nanokomposit als Magnetwerkstoff umfassen.
2. Pumpenanordnung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine magnetische Nanokomposit auf einer Eisen-Kobalt-Legierung basiert.
3. Pumpenanordnung nach einem der Schutzansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Nanokomposit als weitere Legierungselemente Lanthanoide umfasst.
4. Pumpenanordnung nach einem der Schutzansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Nanokomposit als weitere Legierungselemente Neodym oder Praseodym umfasst.
5. Pumpenanordnung nach einem der Schutzansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Seltenen Erden Elemente fünf Prozent der Masse der Magnetelementen (18, 21) ausmacht.
6. Pumpenanordnung nach einem der Schutzansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Seltenen Erden Elemente weniger als fünf Prozent der Masse der Magneten (18, 21) ausmacht.

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